Анализ гомозиготных районов Царскосельской популяции кур, формирующейся как индивидуальная порода



Цитировать

Полный текст

Аннотация

Царскосельские куры представляют собой многочисленную популяцию с 30-летней историей, происходящие от таких пород как Корниш, Белый Плимутрок, Нью Гемпшир и Полтавская Глинистая, скрещенных между собой. За время ведения классической селекции и применения генетических методов в формировании Царскосельской линий, в геноме данной популяции сформировались гомозиготные районы (островки ROH), как результат искусственного отбора. Анализ гомозиготных районов позволит оценить степень инбридинга в популяции и идентифицировать гены, связанные с признаками, которые несколько десятилетий находились под селекционным давлением. Данное исследование является одним из молекулярно-генетических обоснований для признания Царскосельской популяции кур индивидуальной аутосексной породой мясо-яичного направления. Ранее авторы выполняли полногеномный поиск ассоциаций, оценивали дивергенцию на основе генотипов и проводили обширную оценку экстерьерного и интерьерного профилей Царскосельских кур. Однако поиск гомозиготных районов в этой популяции не проводился. Данное исследование направлено на поиск следов селекции и установлении роли генов в обнаруженных нами ROH островков по продуктивным, адаптивным и аспектам, связанным с качественными характеристиками. Мы провели поиск гомозиготных районов с помощью R-пакета данных detectRUNS ранее секвенированных образцов на приборе NovaSeq 6000 Illumina и обнаружили два коротких гомозиготных района, свидетельствующих о следах селекции. Анализ выявленных ROH показал пул генов, связанных с продуктивностью кур, другой ROH содержал гены, ответственные за адаптивные свойства. История селекции Царскосельских кур и поиск следов селекции в данном исследовании демонстрируют влияние искусственного отбора на геном этой популяции, которая на сегодняшний день является примером селекционного достижения и фактически сформирована в отдельную породу.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Юрий Сергеевич Щербаков

Всероссийский научно-исследовательский институт генетики и разведения сельскохозяйственных животных — филиал Федерального исследовательского центра животноводства— ВИЖ им. акад. Л.К. Эрнста

Email: yura.10.08.94.94@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6434-6287
SPIN-код: 3547-1009
Scopus Author ID: 57221619264
ResearcherId: AAR-5595-2020

кандидат биологических наук

научный сотрудник

лаборатория молекулярной генетики

Россия, Россия, 196601, г. Санкт-Петербург, г. Пушкин, Московское шоссе, д. 55а

Ольга Анатольевна Николаева

Всероссийский научно-исследовательский институт генетики и разведения сельскохозяйственных животных — филиал Федерального исследовательского центра животноводства— ВИЖ им. акад. Л.К. Эрнста

Автор, ответственный за переписку.
Email: helgaa.nikolaeva@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-3828-1111
SPIN-код: 7193-6004
Scopus Author ID: 57941963300
ResearcherId: GPK-6027-2022

младший научный сотрудник

лаборатория молекулярной генетики

Россия, Россия, 196601, г. Санкт-Петербург, г. Пушкин, Московское шоссе, д. 55а

Анатолий Борисович Вахрамеев

Всероссийский научно-исследовательский институт генетики и разведения сельскохозяйственных животных — филиал Федерального исследовательского центра животноводства— ВИЖ им. акад. Л.К. Эрнста

Email: ab_poultry@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5166-979X
SPIN-код: 6810-7339
Scopus Author ID: 56862214400
ResearcherId: AAD-1068-2022

старший научный сотрудник

лаборатория научного обеспечения сохранения генетических ресурсов птицы

 

Россия, Россия, 196601, г. Санкт-Петербург, г. Пушкин, Московское шоссе, д. 55а

Анастасия Ивановна Азовцева

Всероссийский научно-исследовательский институт генетики и разведения сельскохозяйственных животных — филиал Федерального исследовательского центра животноводства— ВИЖ им. акад. Л.К. Эрнста

Email: ase4ica15@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2963-378X
SPIN-код: 5784-2786
Scopus Author ID: 57942391700
ResearcherId: MSZ-1418-2025

младший научный сотрудник

лаборатория молекулярной генетики

Россия, Россия, 196601, г. Санкт-Петербург, г. Пушкин, Московское шоссе, д. 55а

Наталия Викторовна Дементьева

Всероссийский научно-исследовательский институт генетики и разведения сельскохозяйственных животных — филиал Федерального исследовательского центра животноводства— ВИЖ им. акад. Л.К. Эрнста

Email: dementevan@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0210-9344
SPIN-код: 8768-8906
Scopus Author ID: 57189759592
ResearcherId: T-4551-2018

кандидат биологических наук 

ведущий научный сотрудник

лаборатория молекулярной генетики

Россия, 196601, г. Санкт-Петербург, г. Пушкин, Московское шоссе, д. 55а

Список литературы

  1. Rostamzadeh ME, Esmailizadeh A, Han J, Wang MS. Comparative Analysis of Runs of Homozygosity Islands in Indigenous and Commercial Chickens Revealed Candidate Loci for Disease Resistance and Production Traits. Veterinary Medicine and Science. 2025;11(1):e70074. doi: 10.1002/vms3.70074
  2. Paronyan IA, Yurchenko OP, Vakhrameev AB, Karpukhina IV Using gene pool of indigenous and local breeds for creation of new chicken populations. Ptitsevodstvo. 2015;1(12):11-18. (In Russ.) EDN: VFXLFJ
  3. Roberts V. British poultry standards. Roberts V., editor. John Wiley & Sons press, 2009.
  4. Ekarius C. Storey's illustrated guide to poultry breeds: chickens, ducks, geese, turkeys, emus, guinea fowl, ostriches, partridges, peafowl, pheasants, quails, swans. Guare S. Burns D., editors, Storey publishing, 2007.
  5. Moiseyeva IG, Romanov MN, Kovalenko AT, et al. The Poltava chicken breed of Ukraine: its history, characterization and conservation. Animal Genetic Resources/Resources génétiques animales/Recursos genéticos animales. 2007;(40):71-78. doi: 10.1017/S1014233900002212
  6. Horecka B, Wojciechowski W, Drabik K, et al. Characterization of the Coding Sequence of the MC1R (Melanocortin 1 Receptor) Gene of Ayam Cemani Black Chickens. Animals. 2024;14(17):2507-2515. doi: 10.3390/ani14172507
  7. Schwochow D, Bornelöv S, Jiang T, et al. The feather pattern autosomal barring in chicken is strongly associated with segregation at the MC1R locus. Pigment cell & melanoma research. 2021;34(6):1015–1028. doi: 10.1111/pcmr.12975
  8. Schwochow Thalmann D, Ring H, Sundström E, et al. The evolution of Sex-linked barring alleles in chickens involves both regulatory and coding changes in CDKN2A. PLoS genetics. 2017;13(4):e1006665. doi: 10.1371/journal.pgen.1006665
  9. Jurchenko OP, Vakhrameev AB, Makarova AV, The genetic potential of productivity and breeding value of animals. Genetics and breeding of animals. 2015;(4):41-45. (In Russ.) EDN: VOXXKX
  10. Gunnarsson, U, Hellström, AR, Tixier-Boichard M, et. al. Mutations in SLC45A2 cause plumage color variation in chicken and Japanese quail. Genetics, 2007;175(2):867-877. doi.org/10.1534/genetics.106.063107
  11. Makarova AV, Mitrofanova OV, Vakhrameev AB, Dementeva NV. Molecular-genetic bases of plumage coloring in chicken. Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2009;23(3):343-354. doi: 10.18699/VJ19.499
  12. Makarova AV, Vakhrameev AB Use of autosexable chicken systems in the breeding of gene pools and populations. Genetics and breeding of animals. 2017;(3):28-33. (In Russ.) EDN: YMYKTI
  13. Makarova AV, Jurchenko OP, Vakhrameev AB. Productivity and quality of eggs of bilinear hybrids obtained on the basis of gene pool rocks and populations. Genetics and breeding of animals. 2018;(3):39-44. (In Russ.) EDN: YQORPV doi: 10.31043/2410-2733-2018-3-39-44
  14. Makarova AV, Vakhrameev AB, Dementieva NV, Fedorova ZL. Creation of autosex chicken breeds for organic poultry farming, Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, agrarian Series, 2021;59(4):477–487. (In Russ.) EDN: JYVMCZ. doi: 10.29235/1817-7204-2021-59-4-477-487
  15. Larkina TA, Vakhrameev AB, Stanishevskaya OI, et. al. Comparison of the exterior profile of the Russian White and Tsarskoye Selo chicken breeds. Agrarian science. 2024;(12):77-83. (In Russ.) EDN: BNYXFR doi: 10.32634/0869-8155-2024-389-12-77-83
  16. Vakhrameev AB, Dementieva NV, Fedorova ZL, Pozovnikova MV. Evaluation of the productivity in the dual-purpose chicken breed Tsarskoselskaya. Ptitsevodstvo. 2024;73(1):5-11. (In Russ.) EDN: WAHDEJ doi: 10.33845/0033-3239-2024-73-1-5-11
  17. Azovtseva АI, Shcherbakov YS, Vakhrameev AB, et al. Analysis of selection progress in populations of the Tsarskoye Selo breed of chickens based on exterior data. Achievements of Science and Technology in Agribusiness. 2024;1(5):21-28. (In Russ.) EDN: HHGRRD doi: 10.53859/02352451_2024_38_5_21
  18. Vakhrameev AB, Narushin VG, Larkina TA, et al. Disentangling clustering configuration intricacies for divergently selected chicken breeds. Scientific reports. 2023;13(1):3319-3332. EDN: PESPKM doi: 10.1038/s41598-023-28651-8
  19. Basheer A, Haley CS, Law A, et al. Genetic loci inherited from hens lacking maternal behaviour both inhibit and paradoxically promote this behaviour. Genetics Selection Evolution. 2015;(47):1-10. doi: 10.1186/s12711-015-0180-y
  20. Darras VM. The role of maternal thyroid hormones in avian embryonic development. Frontiers in Endocrinology. 2019;10:66. doi: 10.3389/fendo.2019.00066
  21. Lebedeva IY, Mityashova OS, Leynikova OV, Montvila EK. The levels of pituitary-thyroid axis hormones and their relationship with ovarial hormones during the ovulatory cycle of young laying hens (Gallus domesticus L.) Agricultural biology. 2024;59(6):1169-1178. EDN: MYCDRI doi: 10.15389/agrobiology.2024.6.1169reng
  22. Gorelik LS, Gorelik OV, Kharlap SY. The state of the pituitary-thyroidal system of chickens during laying period. Animal Husbandry and Fodder Production. 2018;101(2), 104-111. (In Russ.) EDN: XZCKPR
  23. McNabb AFM, Darras VM. Thyroids. Sturkie's avian physiology. 2015;6:535-547. doi: 10.1016/B978-0-12-407160-5.00024-5
  24. Tixier-Boichard M, Bed’Hom B, Rognon X. Chicken domestication: from archeology to genomics. Comptes Rendus. Biologies. 2011;334(3):197-204. doi: 10.1016/j.crvi.2010.12.012
  25. Rubin CJ, Zody MC, Eriksson J, et al. Whole-genome resequencing reveals loci under selection during chicken domestication. Nature. 2010;(464):587–591. doi: 10.1038/nature08832
  26. Grommen SVH, Taniuchi S, Janssen T, et al. Molecular cloning, tissue distribution and ontogenic thyroidal expression of the chicken thyrotropin receptor. Endocrinology. 2006;(147): 3943–3951. doi: 10.1210/en.2005-1223
  27. Grommen SV, Taniuchi S, Darras VM, et al. Identification of unique thyrotropin receptor (TSHR) splice variants in the chicken: The chicken TSHR gene revisited. General and comparative endocrinology. 2008;156(3):460-463. doi: 10.1016/j.ygcen.2008.03.003
  28. Qanbari S, Rubin CJ, Maqbool K, et al. Genetics of adaptation in modern chicken. PLoS Genetics. 2019;15(4):e1007989. doi: 10.1371/journal.pgen.1007989
  29. Wang MS, Zhang JJ, Guo X, et al. Large-scale genomic analysis reveals the genetic cost of chicken domestication. BMC Biology. 2021;(19):1-16. doi: 10.1186/s12915-021-01052-x
  30. Abdelmanova AS, Dotsev AV, Romanov MN, et al. Unveiling comparative genomic trajectories of selection and key candidate genes in egg-type Russian White and meat-type White Cornish chickens. Biology. 2021;10(9):876-907. EDN: ZSOVBQ doi: 10.3390/biology10090876
  31. Karlsson AC, Fallahshahroudi A, Johnsen H, et al. A domestication related mutation in the thyroid stimulating hormone receptor gene (TSHR) modulates photoperiodic response and reproduction in chickens. General and Comparative Endocrinology. 2016;(228):69-78. doi: 10.1016/j.ygcen.2016.02.010
  32. Darras VM, Van Herck SL, Geysens S, Reyns GE. Involvement of thyroid hormones in chicken embryonic brain development. General and comparative endocrinology. 2009;163(1-2), 58-62. doi: 10.1016/j.ygcen.2008.11.014
  33. Deng Y, Hu S, Luo C, et al. Integrative analysis of histomorphology, transcriptome and whole genome resequencing identified DIO2 gene as a crucial gene for the protuberant knob located on forehead in geese. BMC Genomics. 2021;22(1):487-503. doi: 10.1186/s12864-021-07822-9
  34. Zhang Y, Xu X, Ji W, et al. Morphological, anatomical and histological studies on knob and beak characters of six goose breeds from China. Frontiers in Physiology. 2023;(14):1241216. doi: 10.3389/fphys.2023.1241216
  35. Kumar A, Rajendran V, Sethumadhavan R, Purohit R. CEP proteins: the knights of centrosome dynasty. Protoplasma. 2013;250(5):965–983. doi: 10.1007/s00709-013-0488-9
  36. Wang B, Jia X, Yao Q, et al. CEP128 is a crucial risk locus for autoimmune thyroid diseases. Molecular and Cellular Endocrinology. 2019;(480):97-106. doi: 10.1016/j.mce.2018.10.017
  37. Huang M, Wang H, Li J, Zhou Z, et al. Involvement of ALF in human spermatogenesis and male infertility. International journal of molecular medicine. 2006;17(4):599-604. doi: 10.3892/ijmm.17.4.599
  38. Zhang Y, He XJ, Song B, et al. Association of single nucleotide polymorphisms in the USF1, GTF2A1L and OR2W3 genes with non-obstructive azoospermia in the Chinese population. Journal of assisted reproduction and genetics. 2015;(32):95-101. doi: 10.1007/s10815-014-0369-y
  39. Yuan J, Sun C, Dou T, et al. Identification of promising mutants associated with egg production traits revealed by genome-wide association study. PLoS One. 2015;10(10):e0140615. doi: 10.1371/journal.pone.0140615
  40. Sun C, Lu J, Yi G, et al. Promising loci and genes for yolk and ovary weight in chickens revealed by a genome-wide association study. PloS One. 2015;10(9):e0137145. doi: 10.1371/journal.pone.0137145
  41. Sun Y, Wu Q, Lin R, et al. Genome-wide association study for the primary feather color trait in a native Chinese duck. Frontiers in Genetics. 2023;(14):1065033. doi: 10.3389/fgene.2023.1065033
  42. Opazo JC, Vandewege MW, Gutierrez J, et al. Independent duplications of the Golgi phosphoprotein 3 oncogene in birds. Scientific Reports. 2021;11(1):12483. doi: 10.1038/s41598-021-91909-6
  43. Santra MK, Wajapeyee N, Green MR. F-box protein FBXO31 mediates cyclin D1 degradation to induce G1 arrest after DNA damage. Nature. 2009;459(7247):722-725. doi: 10.1038/nature08011
  44. Pilcher C, Buco PAV, Truong JQ, et al. Characteristics of the Kelch domain containing (KLHDC) subfamily and relationships with diseases. FEBS letters. 2025;599(8):1094-1112. doi: 10.1002/1873-3468.15108
  45. Pontén F, Gry M, Fagerberg L, et al. A global view of protein expression in human cells, tissues, and organs. Molecular systems biology. 2009;5(1):337-346 doi: 10.1038/msb.2009.93
  46. Ding Y, Zhao J, Xu X, et al. Inhibition of autophagy maintains ESC pluripotency and inhibits primordial germ cell formation in chickens. Stem Cells International. 2023;(1):4956871. doi: 10.1155/2023/4956871
  47. Maier HJ, Cottam EM, Stevenson-Leggett P, et al. Visualizing the autophagy pathway in avian cells and its application to studying infectious bronchitis virus. Autophagy. 2013;9(4):496-509. doi: 10.4161/auto.23465
  48. Zhang R, Sun J, Wang Y, et al. Ameliorative effect of phenolic compound-pterostilbene on corticosterone-induced hepatic lipid metabolic disorder in broilers. The Journal of Nutritional Biochemistry. 2025;(137):109822. doi: 10.1016/j.jnutbio.2024.109822
  49. Carlson RJ, Leiken MD, Guna A, et al. A genome-wide optical pooled screen reveals regulators of cellular antiviral responses. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2023;120(16):e2210623120. doi: 10.1073/pnas.221062312
  50. Matía A, McCarthy F, Woosley H, et al. Spatio-temporal analysis of Vaccinia virus infection and host response dynamics using single-cell transcriptomics and proteomics. bioRxiv. 2024:1-30. doi: 10.1101/2024.01.13.575413
  51. Hall DD, Takeshima H, Song LS. Structure, function, and regulation of the junctophilin family. Annual review of physiology. 2024;86(1):123-147. doi: 10.1146/annurev-physiol-042022-014926
  52. Hediger MA, Clémençon B, Burrier RE, Bruford EA. The ABCs of membrane transporters in health and disease (SLC series): introduction. Molecular aspects of medicine. 2013;34(2-3):95-107. doi: 10.1016/j.mam.2012.12.009
  53. Sun LL, He HY, Li W, et al. The solute carrier transporters (SLCs) family in nutrient metabolism and ferroptosis. Biomarker research. 2024;12(1):94-114. doi: 10.1186/s40364-024-00645-2
  54. Kandasamy P, Gyimesi G, Kanai Y, Hediger MA. Amino acid transporters revisited: New views in health and disease. Trends in biochemical sciences. 2018;43(10):752-789. doi: 10.1016/j.tibs.2018.05.003
  55. Khwatenge CN, Kimathi BM, Nahashon SN. Transcriptome analysis and expression of selected cationic amino acid transporters in the liver of broiler chicken fed diets with varying concentrations of lysine. International journal of molecular sciences. 2020;21(16):5594-5612. doi: 10.3390/ijms21165594

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Эко-Вектор,


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 89324 от 21.04.2025.